Pengalamatan IPv4

IPv4 menggunakan alamat-alamat 32-bit (empat bait), yang menghadkan ruang alamat kepada 4,294,967,296 (232) alamat unik yang mungkin. Pun begitu, sebahagiannya disimpan untuk tujuan-tujuan khusus misalnya rangkaian persendirian (~18 juta alamat) atatu alamat-alamat multisiar (~270 juta alamat). Ini mengurangkan jumlah alamat yang boleh diuntukkan bagi penghalaan pada Internet awam. Sedang alamat-alamat semakin diwakilkan kepada pengguna akhir, kekurangan alamat IPv4 semakin berkembang. Namun, perekabentukan semula seni bina pengalamatan rangkaian melalui reka bentuk rangkaian berkelas-kelas, Classless Inter-Domain Routing, dan terjemahan alamat rangkaian (NAT) telah menyumbang kepada pelengahan dengan ketara bagi kehabisan yang tidak terhindarkan itu.

Batasan ini telah merangsang pembangunan IPv6, yang sekarang ini masih berada pada takat awal pengerahan, dan merupakan satu-satunya penyelesaian jangka panjang.

Perwakilan alamat

Alamat IPv4 biasanya ditulis dalam tatatanda dot-perpuluhan, yang terdiri daripada empat oktet alamat yang dinyatakan dalam perpuluhan dan dipisahkan oleh noktah. Jadual berikut menunjukkan format asas yang digunakan dalam penukaran:

TatatandaNilaiPenukaran dari dot-perpuluhan
Tatatanda dot-perpuluhan192.0.2.235T/A
Perenambelasan berdot0xC0.0x00.0x02.0xEBSetiap oktet ditukarkan kepada bentuk perenambelasan secara satu persatu
Perlapanan berdot0300.0000.0002.0353Setiap okted ditukarkan kepada perlapanan secara satu persatu
Perenambelasan0xC00002EBPenjeraitan oktet-oktet daripada perenambelasan berdot
Perpuluhan3221226219Nombor 32-bit dinyatakan dalam perpuluhan
Perlapanan030000001353Nombor 32-bit dinyatakan dalam perlapanan

Kebanyakan format-format ini berfungsi pada semua pelayar web. Lagi, dalam format berdot, setiap oktet boleh dari asas yang lain. Sebagai contoh, 192.0x00.0002.235 adalah padanan yang sah (tapi tidak lazim) bagi alamat-alamat di atas.

Bentuk akhir tidak semestinya suatu tatatanda kerana ia jarang sekali ditulis dalam tatatanda rentetan ASCII. Bentuknya adalah bentuk perduaan bagi tatatanda perenambelasan dalam perduaan. Perbezaan ini hanyalah perbezaan perwakilan antara "0xCF8E83EB" dan nilai integer 32-bit 0xCF8E83EB. Bentuk ini dugunakan untuk penugasan ruang sumber dan destinasi dalam sesebuah atur cara perisian.

Peruntukan

Asalnya, alamat IP dibahagikan kepada dua bahagian, pengecam rangkaian yang diwakili oleh oktet paling bererti (urutan tertinggi) dan pengecam hos menggunakan bahagian alamat selebihnya (juga dipanggil rest field). Ini membolehkan penciptaan sehingga 256 rangkaian. Dengan cepat, ia disedari tidak mencukupi.

Bagi mengatasi had ini, oktet berututan tinggi alamat ditakrifkan semula untuk mencipta satu set kelas rangkaian, dalam satu sistem yang kemudiannya dikenali sebagai perangkaiaan berkelas-kelas.Sistem terbabit mentakrifkan lima kelas, Kelas A, B, C, D, dan E. Kelas A, B, dan C mempunyai panjang bit berbeza untuk pengecaman rangkaian yang baru. Bahagian alamat yang selebihnya digunakan seperti sebelumnya untuk mengecam hos dalam sesuatu rangkaian, bermakna, setiap kelas rangkaian memiliki muatan berbeza untuk mengalamatkan hos. Kelas D diperuntukkan bagi pengalamatan multisiar dan Kelas E disimpan untuk kegunaan masa hadapan.

Bermula sekitar 1985, kaedah-kaedah telah dicipta untuk membenarkan rangkaian IP disubbahagikan. Konsep variable-length subnet mask (VLSM) yang membenarkan subbahagian kepada saiz rangkaian yang pelbagai telah diperkenalkan.[1][2]

Sekitar 1993, sistem kelas-kelas ini secara rasminya telah digantikan dengan Classless Inter-Domain Routing (CIDR), dan skema berasaskan kelas dipanggil classful (berkelas-kelas), sebagai lawannya.

CIDR direka untuk membenarkan pemetaan semula sebarang ruang alamat supaya blok-blok yang lebih kecil atau besar boleh diperuntukkan kepada pengguna. Struktur hirarki yang dihasilkan oleh CIDR diurus Internet Assigned Numbers Authority (IANA) dan Regional Internet Registry (RIR). Setiap RIR mengekalkan pangkalan data WHOIS boleh dicari secara umum yang membekalkan maklumat berkenaan penugasan alamat IP.

Alamat-alamat kegunaan khusus

Blok-blok alamat simpanan
Blok alamat CIDRPeneranganRujukan
0.0.0.0/8Rangkaian terkini (hanya sah sebagai alamat sumber)RFC 1700
10.0.0.0/8Rangkaian persendirianRFC 1918
127.0.0.0/8LoopbackRFC 5735
169.254.0.0/16Link-LocalRFC 3927
172.16.0.0/12Rangkaian persendirianRFC 1918
192.0.0.0/24Simpanan (IANA)RFC 5735
192.0.2.0/24TEST-NET-1, Pendokumenan dan kod contohRFC 5735
192.88.99.0/24Geganti IPv6 kepada IPv4RFC 3068
192.168.0.0/16Rangkaian persendirianRFC 1918
198.18.0.0/15Ujian tanda aras rangkaianRFC 2544
198.51.100.0/24TEST-NET-2, Pendokumenan dan contohRFC 5737
203.0.113.0/24TEST-NET-3, Pendokumenan dan contohRFC 5737
224.0.0.0/4Multisiar IP (bekas rangkaian Kelas D)RFC 3171
240.0.0.0/4Simpanan (bekas rangkaian Kelas E)RFC 1700
255.255.255.255SiaranRFC 919

Rangkaian persendirian

Rencana utama: Rangkaian persendirian

Tiga julat alamat daripada lebih kurang empat bilion alamat yang dibenarkan oleh IPv4 disimpan untuk kegunaan perangkaian persendirian. Julat-julat ini adalah tidak terhalakan luar daripada rangkaian-rangkaian persendirian dan mesin-mesin persendirian tidak dapat berkomunikasi secara langsung dengan rangkaian awam. Walau bagaimanapun, mereka boleh melakukannya melalui terjemahan alamat rangkaian.

Berikut adalah tiga julat yang disimpan untuk rangkaian persendirian (RFC 1918):

NamaJulat alamatJumlah alamatPerihal berkelas-kelasBlok CIDR terbesar
Blok 24-bit10.0.0.0–10.255.255.25516,777,216Kelas A tunggal10.0.0.0/8
Blok 20-bit172.16.0.0–172.31.255.2551,048,576Julat berdampingan 16 blok Kelas B172.16.0.0/12
Blok 16-bit192.168.0.0–192.168.255.25565,536Julat berdampingan 256 blok Kelas C192.168.0.0/16

Rangkaian persendirian maya

Paket-paket yang dialamatkan dengan alamat persendirian adalah diabaikan oleh semua penghala awam secara sengaja. Maka, tidak mustahil bagi dua rangkaian persendirian untuk berhubung (contohnya dua pejabat cawangan) melalui Internet awam tanpa kemudahan khusus. Ini dapat dicapai dengan bantuan rangkaian persendirian maya (VPN).

VPN mewujudkan sambungan penerowongan sepanjang rangkaian awam di mana titik-titik hujung terowong berkenaan berfungsi sebagai penghala bagi paket-paket rangkaian persendirian. Penghala-penghala ini mengkapsulkan atau mempakejkan paket-paket yang dialamatkan secara persendirian dengan pengepala-pengepala dalam rangkaian awam boleh hala supaya ia boleh dihantar ke penghala yang berlawanan, pada hujung terowong yang satu lagi, melalui rangkaian awam kemudian menyingkirkan pengepala pengalamatan awamnya lalu dihantar secara setempat ke destinasinya.

Paket yang dikapsulkan boleh juga disulitkan demi keselamatan datanya sementara ia merentasi rangkaian awam.

Pengalamatan link-local

Rencana utama: Alamat link-local

Blok alamat 169.254.0.0/16 ditakrifkan oleh RFC 5735 untuk kegunaan khusus bagi pengalamatan link-local. Alamat-alamat ini cuma sah pada pautan pada mana sesuatu hos disambung, contohnya sebuah segmen rangkaian setempat atau sambungan titik-ke-titik. Alamat-alamat ini tidak boleh halakan dan macam alamat-alamat persendirian, ia tidak boleh menjadi sumber atau destinasi bagi paket-paket yang terabas Internet. Alamat link-local digunakan terutamanya untuk autokonfigurasi alamat (Zeroconf) bila sesebuah hos tidak dapat menerima alamat IP daripada pelayan DHCP atau kaedah tatarajah dalaman lain.

Pada masa blok alamat ini disimpan, tiada sebarang piawaian wujud untuk mekanisme autokonfigurasi alamat. Demi menyelesaikan perkara ini, Microsoft telah mencipta satu pelaksanaan yang dipanggil Automatic Private IP Addressing (bermaksud 'pengalamatan IP persendirian automatik', disingkatkan sebagai APIPA). Atas kuasa pasaran Microsoft, APIPA telah dikerahkan pada berjuta-juta mesin dan lantas menjadi piawaian de facto bagi industri berkaitan. Beberapa tahun kemudian, IETF telah mentakrifkan piawaian formal bagi kefungsian ini, RF 3927, berjudul Dynamic Configuration of IPv4 Link-Local Addresses (bermaksud 'tatarajah dinamik bagi alamat-alamat link-local IPv4').

Localhost

Rencana utama: localhost

Alamat-alamat dalam julat 127.0.0.0–127.255.255.255 (127.0.0.0/8 dalam tatatanda CIDR) adalah tersimpan untuk komunikasi localhost.Alamat-alamat dalam julat ini seharusnya tidak pernah muncul luar daripada sesebuah komputer hos dan paket-paket yang dihantar kepada alamat ini dipulangkan sebagai paket-paket mendatang pada peranti rangkaian maya (dikenali sebagai loopback).

Alamat-alamat yang diakhiri 0 atau 255

Rencana utama: Tapisan subrangkaian

Sering kali disalahtafsirkan yang alamat-alamat yang berakhir dengan oktet 0 atau 255 tidak akan pernah ditugaskan kepada hos. Perkara ini benar hanya untuk rangkaian yang mempunyai tapisan subrangkaian sekurang-kurangnya 24 — rangkaian Kelas C dalam skema pengalamatan berkelas-kelas yang lama, atau dalam CIDR, rangkaian dengan topeng /24 ke /32 (atau 255.255.255.0—255.255.255.255).

Dalam pengalamatan berkelas-kelas (sekarang ini usang dengan munculnya CIDR), hanya terdapat tiga tapisan subrangkaian: Kelas A, 255.0.0.0 atau /8; Kelas B, 255.255.0.0 atau /16; dan Kelas C, 255.255.255.0 atau /24. Sebagai contoh, dalam subrangkaian 192.168.5.0/255.255.255.0 (atau 192.168.5.0/24) pengenal pasti 192.168.5.0 merujuk kepada keseluruhan subrangkaian, maka ia juga boleh merujuk kepada sebuah peranti individu dalam subrangkaian berkenaan.

Alamat siaran ialah alamat yang membenarkan maklumat disampaikan kepada kesemua mesin pada subrangkaian tertentu, bukan hanya kepada satu mesin tertentu. Umumnya, alamat siaran boleh ditemui dengan mendapatkan pelengkap bit bagi tapisan subrangkaian dan melakukan pengendalian bit ATAU dengan pengenal pasti rangkaiannya. Dalam kata lain, alamat siar adalah alamat yang terakhir dalam julat yang dimiliki oleh subrangkaian terbabit. Dalam contoh kita, alamat siaran ialah 192.168.5.255, jadi untuk mengelakkan kekeliruan, alamat ini juga tidak boleh ditugaskan kepada hos. Pada subrangkaian Kelas A, B, atau C, alamat siaran sering diakhiri dengan 255.

Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna yang setiap alamat diakhiri dengan 255 tidak boleh digunakan sebagai alamat hos. Sebagai contoh, bagi sebuah subrangkaian Kelas B 192.168.0.0/255.255.0.0 (atau 192.168.0.0/16), bersamaan dengan julat alamat 192.168.0.0–192.168.255.255, alamat siarannya ialah 192.168.255.255. Namun, sesiapa boleh menugaskan 192.168.1.255, 192.168.2.255, dan sebagainya. (walaupun ini boleh menyebabkan kekeliruan). Tambahan lagi, 192.168.0.0 ialah pengenal pasti rangkaiannya dan dengan ini tidak boleh di tugaskan[petikan diperlukan], tapi 192.168.1.0, 192.168.2.0, dan sebagainya boleh ditugaskan (walaupun ini juga boleh menyebabkan kekeliruan).

Dengan munculnya CIDR, alamat siaran tidak semestinya berakhir dengan 255.

Secara umum, alamat pertama dan terakhir dalam sesebuah subrangkaian masing-masing digunakan sebagai pengenal pasti rangkaian dan alamat siaran. Kesemua alamat lain dalam subrangkaian boleh ditugaskan kepada hos pada subrangkaian berkenaan.

Peleraian alamat

Rencana utama: Sistem Nama Domain

Hos pada Internet selalunya tidak dikenal melalui alamat IPnya, tetapi dengan namanya (contohnya ms.wikipedia.org, www.google.com, www.youtube.com). Penghalaan bagi paket-paket IP menerusi Internet tidak diarahkan oleh nama-nama sedemikian, tapi oleh nombor alamat IP yang ditugaskan kepada nama domain tadi. Ini memerlukan penterjemahan (atau peleraian) nama domain kepada alamat.

Sistem Nama Domain (DNS) membekalkan sistem yang diperlukan untuk menukarkan nama kepada alamat dan alamat kepada nama.Sebagai mana pengalamatan CIDR, penamaan DNS juga berbentuk hirarki dan membenarkan delegasi separa bagi ruang-ruang nama ke pelayan DNS lain.

DNS sering dianalogikan kepada sistem maklumat direktori sistem telefon di mana nama pelanggan diterjemahkan kepada nombor telefon.

Rujukan

WikiPedia: IPv4 http://www.3com.com/other/pdfs/infra/corpinfo/en_U... http://www.inetcore.com/project/ipv4ec/index_en.ht... http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc77908... http://www.networksorcery.com/enp/protocol/ip.htm http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html http://www.tndh.net/~tony/ietf/ipv4-pool-combined-... https://d-nb.info/gnd/4588596-5 https://www.apnic.net/community/ecosystem/igf/arti... https://web.archive.org/web/20100608114541/http://... https://web.archive.org/web/20110109025511/http://...